阅读说明：本技术 一种测定环境温度的方法和无电温度传感器 (Method for measuring ambient temperature and electroless temperature sensor ) 是由 蔡长龙 梁海锋 秦文罡 贾甜甜 马卫红 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明属于一种新型测温方式的技术领域,具体涉及一种测定环境温度的方法和无电温度传感器。本发明方法为激光器发出的光束经过分束,一束光作为参考光被探测装置接收,另一束光经过光纤传输后,照射到准直组件中间设置的与游丝连接的遮挡板上,当外界温度发生变化时,游丝材料受热膨胀后引起遮挡板发生形变,出射光随着遮挡板的偏移而发生光强的变化,出射光经光纤传输被后置的探测器接收,经由单片机处理后,得到对应的温度值,本发明采用特定的检测装置。保证了测温的准确性,降低工作人员的劳动强度,装置结构简单,成本低。(The invention belongs to the technical field of a novel temperature measurement mode, and particularly relates to a method for measuring ambient temperature and a non-electric temperature sensor. The method includes that light beams emitted by a laser are split, one light beam is used as reference light and received by a detection device, the other light beam is transmitted by an optical fiber and then irradiates a shielding plate which is arranged in the middle of a collimation assembly and connected with a hairspring, when the external temperature changes, the hairspring material is heated and expanded to cause the shielding plate to deform, emergent light changes in light intensity along with the deviation of the shielding plate, the emergent light is transmitted by the optical fiber and received by a rear detector, and a corresponding temperature value is obtained after the emergent light is processed by a single chip microcomputer. The temperature measuring device has the advantages of ensuring the accuracy of temperature measurement, reducing the labor intensity of workers, along with simple structure and low cost.)

一种测定环境温度的方法和无电温度传感器

技术领域：

本发明属于一种新型测温方式的技术领域，具体涉及一种测定环境温度的方法和无电温度传感器。

背景技术：

在许多生产现场和自动控制系统中，温度无疑是一个需要控制的重要因素。

热电偶测温仪、红外测温仪、光栅测温仪、水银温度计、游丝测温仪等是目前市场上主要的测温方式，但前三种测温方式需要在测温现场使用电源，后两种需要人工抄读测温数据。

目前常用的温度监测设备集中于热电偶测温、游丝测温、红外测温等方式，前两者需要在测试现场使用电源，而红外测温方式需要使用人力进行人工测温读数。

根据国家现行标准GB50154《地下及覆±火***仓库设计安全规范》第2节＂电气设备及室内线路＂第6.2.1条＂地下仓库的主洞室内、覆±室内、转运站站台和站台库内，严禁安装和使用电气设备和敷设电气线路＂的规定，地下及覆止的易燃易爆仓库房内不能使用现有的有源温度传感器及其系统。但是定时人工读数的测温装置，仍然被大量使用，而定时人工读数的测温方法存在着效率低、劳动强度大和安全性低等不足，难以在效率、自动化程度及安全性等方面满足现代化生产的需求。

为了解决上述的问题，必须研制出无源温度传感器。目前国内市场常用的测温仪器主要为热电偶测温仪。该测温仪是主要由两种导体组合而成，基于热电效应进行测温。具体原理如下，如图所示，将两种不同材料的导体A和B串联成一个闭合回路，当两个接点1和2的的温度不同时，如果T＞T₀，在回路中就会产生一定大小的电流，此种现象为热电效应。在A和B导体组成的闭合回路之间的总热电势为AB之间的接触电动势和温差电动势之和。因此，对于参考温度恒定时，总热电动势就变成了测量端温度T的单值函数，最终达到测温目的。虽然热电偶测温范围广泛，但是该测温方法需要在测试现场使用电信号，不符合国家现行标准GB50154《地下及覆±火***仓库设计安全规范》；其次，对于热电偶材料使用的金属导体易腐蚀，随着时间的变化，测温精度也会降低。然而对于红外测温仪，其测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体的温度。虽然该方法测量方法简便，但需要工作人员需要进到测温现场方可进行温度测定。一方面加大了劳动强度，另一方面存在潜在的安全隐患。

发明内容

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本发明目的在于针对现有测试方式的不足，提出了一种测定环境温度的方法和无电温度传感器。

为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：一种测定环境温度的方法，激光器发出的光束经过分束，一束光作为参考光被探测装置接收，另一束光经过光纤传输后，照射到准直组件中间设置的、与游丝连接的遮挡板上，当外界温度发生变化时，游丝材料受热膨胀后引起遮挡板发生形变，出射光随着遮挡板的偏移而发生光强的变化，出射光经光纤传输被后置的探测器接收，经由单片机处理后，得到对应的温度值。

上述的方法制备的无电温度监测装置，其特征在于，包括激光器、分束镜、第一探测器，第一光纤、准直组件、第二光纤、第二探测器和单片机，所述准直组件包括位于同一光轴上的第一准直透镜、遮挡板和第二准直透镜，遮挡板与游丝连接，所述激光器发出的激光经分束镜后分别送入第一探测器和第一光纤，第一光纤的出射光进入准直组件，经第二光纤传输后被第二探测器接收，第一探测器的输出送入单片机，第二探测器的输出经A/D转换后送入单片机。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明在突破了传统测温中需要利用电信号的限制，通过对光强信号的变化来测定温度值，保证了测温的准确性，降低工作人员的劳动强度，装置结构简单，成本低。

2、本发明利用传统测温材料但改变传统测温方式，利用游丝材料受热膨胀的特点，会引起出射光光强的变化，利用光信息转换成温度值，进行温度监测。利用单片机处理系统将上述变化的光强值转化成温度值，效率高，自动化程度高。

附图说明

图1是现有技术的原理图；

图2是本发明装置的示意图。

具体实施方式

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下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。

现有的传统测温原理示意图参见图1，图1是由两种不同材质的导体A和B构成的回路，当结合点1和2的温度值不同时，在回路中会产生电流，即存在温差电动势，这种现象为热效应。热电偶便是利用这一特点进行工作的。但该测量装置需要在测试现场使用电路，易引发事故并且不满足国家规定。

参见图2，本发明提出了一种测定环境温度的方法，首先激光器发出的光束经过分束，其中的一束光作为参考光被探测装置接收，另一束光经过光纤传输后，照射到准直组件中间设置的、与游丝连接的遮挡板上，当外界温度发生变化时，游丝材料受热膨胀后引起遮挡板发生形变，出射光随着遮挡板的偏移而发生光强的变化，出射光经光纤传输被后置的探测器2接收，经由单片机处理后，就可以得到对应的温度值。经过实验验证，本发明的测量精度为±0.1℃。

基于上述方法，本发明提供了一种无电温度传感器，包括激光器、分束镜、第一光电探测器，第一光纤、准直组件、第二光纤、第二探测器和单片机，所述准直组件包括位于同一光轴上的第一准直透镜和第二准直透镜，遮挡板设置于第一准直透镜和第二准直透镜之间且与游丝连接，所述激光器发出的激光经分束镜后分别送入第一光电探测器和第一光纤，第一光纤的出射光进入准直组件，经第二光纤传输后被第二光电探测器接收，第一光电探测器的输出送入单片机，第二探测器的输出经A/D转换电路转换后送入单片机。本装置选择的光电探测器的要求为响应波长需要与激光波长范围一致。